DE3932078C2

DE3932078C2 -

Info

Publication number: DE3932078C2
Application number: DE19893932078
Authority: DE
Inventors: Erwin Ing.(Grad.) 8038 Groebenzell De Francke; Michael Dipl.-Ing. Kremmel (Fh), 8067 Kollbach, De
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1992-07-23
Also published as: DE3932078A1; EP0419916A3; EP0419916B1; EP0419916A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 32 05 610 bekannt.The invention relates to a device according to the preamble of Claim 1 Such a device is from DE-OS 32 05 610 known.

Zum Überprüfen zweier auf Parallelität, wie dies beispielsweise für die Waffenachse eines Kampfpanzuers und die Achsen der Zielfernrohre des Kommandanten und des Richtschützen erforderlich ist, ist es aus der DE-OS 32 05 610 bekannt, eine aus zwei scherenförmig verbundenen Halterungs rohren bestehende Meßvorrichtung zu verwenden, wobei in jedem Halterungs rohr Winkelspiegel und Planspiegel angeordnet sind, deren drei Spiegelebenen senkrecht zueinander orientiert sind. Der Strahlengang verläuft dabei von einem Eintrittsfenster am freien Ende des einen Halterungsrohrs zu einem Austrittsfenster am freien Ende des anderen Halterungsrohrs. Das Eintritts fenster wird auf die eine Achse eingestellt, in der sich eine Lichtquelle befindet. Das Austrittsfenster wird auf die zweite Achse eingestellt, welche die Achse des Zielfernrohrs ist. Wenn beide Achsen parallel sind, ist die Abbildung des Leuchtflecks der Lichtquelle in Deckung mit der Zielkreuz markierung des Zielfernrohrs.To check two for parallelism, such as for the weapon axis of a main battle tank and the axes of the riflescopes of the Commanders and the gunner is required, it is from the DE-OS 32 05 610 known, one of two scissors-connected bracket tubes to use existing measuring device, being in each bracket Tube angle mirror and plane mirror are arranged, the three mirror levels are oriented perpendicular to each other. The beam path runs from an entry window at the free end of a mounting tube to one Exit window at the free end of the other support tube. The entry window is set to the one axis in which there is a light source located. The exit window is set to the second axis, which is the axis of the scope. If both axes are parallel, that is Illustration of the light spot of the light source in register with the cross marking the scope.

Die Schwierigkeit bei der bekannten Meßvorrichtung liegt zum einen darin, daß mit wachsender Länge der Halterungsrohre der übertragbare Projektions winkel des Zielfernrohrs zunehmend kleiner wird, was dazu zwingt, den Durchmesser der Spiegel und damit deren Gewicht und Kosten entsprechend zu vergrößern. Zum anderen ist die Halterung der Spiegel innerhalb der Rohre thermischen oder anderweitig bedingten Veränderungen unterworfen, so daß die richtige gegenseitige Positionierung der Spiegelflächen gesondert überprüfbar sein muß. Hierzu sind bei einer weiteren bekannten Meß vorrichtung nach der DE-OS 38 38 357, die ähnlich wie die vorstehend erläuterte Meßvorrichtung aufgebaut ist und lediglich anstelle von Winkel- und Planspiegeln sogenannte Tripelspiegel enthält, Hilfsprismen und Lochblenden vorgesehen, welche in den Halterungsrohren integriert sind und den zur Parallelprüfung der Achsen vorgesehenen Lichtstrahl ausnutzen. Da die Hilfsprismen relativ klein gehalten werden müssen, um den Normalbetrieb der Meßvorrichtung nicht zu stören, ist die dadurch erreichbare Justiergenauigkeit begrenzt. Je länger indessen ein Halterungsrohr und damit je größer der Abstand zwischen den einzelnen Spiegelflächen der Tripelspiegel wird, desto weniger ist die Justiergenauigkeit seitens der kleinen Hilfsprismen aus reichend.The difficulty with the known measuring device lies on the one hand in that with increasing length of the support tubes of the transferable projection angle of the telescopic sight becomes increasingly smaller, which forces the Diameter of the mirrors and thus their weight and costs accordingly to enlarge. On the other hand, the mirror is held within the tubes subject to thermal or other changes, so that the correct mutual positioning of the mirror surfaces separately must be verifiable. For this purpose, in another known measurement Device according to DE-OS 38 38 357, which is similar to that above explained measuring device is constructed and only instead of angular and Plane mirrors contain so-called triple mirrors, auxiliary prisms and pinhole covers provided, which are integrated in the mounting tubes and for Take advantage of the light beam provided for parallel testing of the axes. Since the Auxiliary prisms must be kept relatively small to ensure normal operation of the Not to disturb the measuring device is the achievable adjustment accuracy limited. However, the longer a mounting tube and thus the larger the The distance between the individual mirror surfaces of the triple mirror is the more the accuracy of adjustment on the part of the small auxiliary prisms is less reaching.

Aus der FR 25 84 489 A1 ist es ferner bekannt, einen aus mehreren Gelenkabschnitten bestehenden Arm eines Robotors hinsichtlich seiner Verformung unter wechselnden Belastungszuständen auf optoelektronischem Wege zu kontrollieren. Hierzu sind innerhalb der Gelenke Systeme aus halbdurchlässigen Planspiegeln und optoelektronischen Detektoren vorgesehen, welche einen Meßstrahl ablenken bzw. teilweise hindurchtreten lassen sowie auffangen und in die Auftreffstelle identifizierendes elektrisches Signal umwandeln. Aus den elektrisch ermittelten Abweichungen der identifizierten Abbildungen auf den Detektorflächen in den verschiedenen Belastungszu ständen des Robotorarms gegenüber dessen unbelastetem Referenzzustand wird die sich für jeden Belastungszustand ergebende Verformung errechnet. Die bekannte optoelektronische Kontrollvorrichtung gestattet jedoch keine Über prüfung der Parallelität zweier Achsen.From FR 25 84 489 A1 it is also known to use one of several Existing arm of a robot in terms of its articulated sections Deformation under changing load conditions on optoelectronic Ways to control. For this purpose, systems are made within the joints semi-transparent plane mirrors and optoelectronic detectors are provided, which deflect a measurement beam or allow it to partially pass through and catch and into the impact point identifying electrical signal convert. From the electrically determined deviations of the identified Images on the detector surfaces in the different loading conditions levels of the robot arm compared to its unloaded reference state the deformation resulting for each load condition is calculated. The Known optoelectronic control device, however, does not allow over checking the parallelism of two axes.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche auch für größere Abstände zwischen den zu überprüfenden Achsen geeignet ist und mit ausreichender Genauigkeit die Justierung der Spiegelflächen ermöglicht.In contrast, the object of the invention is a device of to create the kind mentioned above, which also for larger distances between the axes to be checked and with sufficient Accuracy allows the adjustment of the mirror surfaces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements and developments of the invention Device result from the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The invention is described below with reference to the in the Drawings illustrated embodiment explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der er findungsgemäßen Meßvorrichtung in der Meßstellung, und Fig. 1 is a schematic representation of the inventive measuring device in the measuring position, and

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der Meßvorrichtung nach Fig. 1 in der Kalibrierstellung. Fig. 2 is a schematic representation of a section of the measuring device of FIG. 1 in the calibration position.

In Fig. 1 sind mit den Bezugszeichen 1 und 2 zwei Achsen bezeichnet, welche parallel zueinander ver laufen. Beispielsweise handelt es sich bei der Achse 1 um die Waffenachse eines Panzerfahrzeugs und bei der Achse 2 um die optische Achse eines Zielfernrohrs. Zur Überprüfung der Parallelität beider Achsen 1, 2 wird die Achse 1 durch eine nicht gezeigte Lichtquelle, z. B. Laserdiode, erzeugt.In Fig. 1, the reference numerals 1 and 2 denote two axes which run parallel to each other ver. For example, axis 1 is the weapon axis of an armored vehicle and axis 2 is the optical axis of a telescopic sight. To check the parallelism of both axes 1 , 2 , the axis 1 by a light source, not shown, for. B. laser diode.

Die Meßvorrichtung zur Überprüfung der Parallelität der Achsen 1, 2 besteht aus einem Winkelspiegel 10 und einem Planspiegel 20, welche auf einem nicht gezeigten Gestell montiert sind. Das Gestell läßt sich senkrecht zu den Achsen 1, 2 teleskopartig oder anderweitig verstellen, so daß der Abstand zwischen den Spiegeln 10, 20 senkrecht zu den Achsen 1, 2 stufenlos verstellbar ist. Der Winkel spiegel 10 schneidet dabei die Achse 1, während der Planspiegel 20 die Achse 2 schneidet. Die stufenlose Verstellung des Abstandes zwischen den Spiegeln 10 und 20 erlaubt daher eine Anpassung der Meßvor richtung an die jeweiligen Abstände der zu messen den Achsen 1, 2. Dabei kann durch geeignete Gestal tung des Gestells für die Spiegel 10, 20 auch ein verhältnismäßig großer Achsenabstand von bis zu 2 m und mehr in den Meßbereich der Spiegel 10, 20 ein bezogen werden.The measuring device for checking the parallelism of the axes 1 , 2 consists of an angle mirror 10 and a plane mirror 20 , which are mounted on a frame, not shown. The frame can be adjusted perpendicular to the axes 1 , 2 telescopically or otherwise, so that the distance between the mirrors 10 , 20 is continuously adjustable perpendicular to the axes 1 , 2 . The angle mirror 10 intersects the axis 1 , while the plane mirror 20 intersects the axis 2 . The stepless adjustment of the distance between the mirrors 10 and 20 therefore allows adaptation of the measuring device to the respective distances of the axes 1 , 2 to be measured. In this case, by means of suitable design of the frame for the mirrors 10 , 20 , a relatively large axis distance of up to 2 m and more can be obtained in the measuring range of the mirrors 10 , 20 .

Unter der Voraussetzung, daß die Achse 11 des Winkelspiegels 10 senkrecht auf der Spiegelebene 20a des Planspiegels 20 steht und die Spiegelebenen 10a, 10b des Winkelspiegels 10 (Fig. 1) einen rechten Winkel bilden, gewährleistet das mit den Spiegeln 10, 20 verwirklichte Tripelspiegelprinzip , daß der auf den Winkelspiegel 10 fallende Strahl der Licht quelle exakt parallel zur Achse 1 verläuft. Dieser reflektierte Strahl bildet in dem Zielfernrohr mit der optischen Achse 2 einen Leuchtfleck ab. Falls die Achse 1 mit dem reflektierten Strahl zusammenfällt, d.h., exakt parallel zur Achse 1 verläuft, ist der Leucht fleck deckungsgleich mit der Meßmarkierung (Faden kreuz) des Zielfernrohrs. Zweckmäßigerweise wird vor die Lichtquelle ebenfalls ein Fadenkreuz ange bracht, das in dem Leuchtfleck mitabgebildet wird und mit der Meßmarkierung auf Deckungsgleichheit verglichen werden kann.Provided that the axis 11 of the angular mirror 10 is perpendicular to the mirror plane 20 a of the plane mirror 20 and the mirror planes 10 a, 10 b of the angular mirror 10 ( FIG. 1) form a right angle, this is ensured with the mirrors 10 , 20 Realized triple mirror principle that the beam falling on the angle mirror 10 of the light source runs exactly parallel to axis 1 . This reflected beam forms a light spot in the telescopic sight with the optical axis 2 . If the axis 1 coincides with the reflected beam, ie, runs exactly parallel to the axis 1 , the light spot is congruent with the measurement mark (cross hairs) of the telescopic sight. Advantageously, a crosshair is also placed in front of the light source, which is also depicted in the light spot and can be compared with the measurement mark for congruence.

Die vorstehend erwähnte Voraussetzung bedeutet, daß die Spiegelflächen 10a, 10b des Winkelspiegels 10 und die Spiegelfläche 20a des Planspiegels 20 jeweils senkrecht zueinander orientiert sind. Für die Spiegelflächen 10a, 10b des Winkelspiegels läßt sich diese Forderung durch entsprechende Herstellungs genauigkeit verwirklichen. Die Schwierigkeit besteht darin, die Orientierung der Spiegelfläche 20a bezüg lich der Spiegelflächen 10a, 10b zu justieren und diese Justage zu überprüfen. Hierzu sind an dem Planspiegel 20 ein Autokollimator 40 und an dem Winkelspiegel 10 ein kleiner Hilfs-Winkelspiegel 50 starr befestigt, und zwar so, daß der ausgesendete Kollimatorstrahl 41 von dem Hilfswinkelspiegel 50 zurück zum Autokollimator 40 als Strahl 42 reflek tiert wird. Des weiteren werden in der Kalibrier stellung gemäß Fig. 2 die Spiegel 10 und 20 soweit aufeinander zubewegt, daß die vordere Stirnseite des Winkelspiegels 10 auf der Spiegelfläche 20a des Planspiegels 20 anliegt. In dieser Stellung der Spiegel 10, 20 wird der Strahl 31 eines weiteren Auto kollimators 30 (Fig. 2) gegen den Winkelspiegel 10 gerichtet, derart, daß der Strahl 31 nach Umlenkung gegen den Planspiegel 20 von dessen Spiegelfläche 20a zurück zu dem Autokollimator 30 als Strahl 32 reflektiert wird. Die Spiegel 10, 20 werden nun so in der Stellung gemäß Fig. 2 justiert, daß die Strahlen 31, 32 genau parallel zueinander sind, was gleichbedeutend damit ist, daß die Spiegelflächen 10a, 10b und 20a zueinander senkrecht verlaufen. Die Parallelität der Strahlen 31, 32 erkennt man daran, daß die Abbildung der Zielkreuzmarkierung des Autokollimators 30 mit dessen Zielkreuz exakt zur Deckung gelangt. In dieser exakt rechtwinkligen Positionierung der Spiegelflächen 10a, 10b und 20a wird visuell oder elektronisch (wenn anstelle eines Autokollimators 40 eine Anordnung aus Lasersender und CCD-Sensor mit Auswerteelektronik vorgesehen wird) die Ablage des Strahls 42 von dem Strahl 41 des Autokollimators 40 ermittelt, d.h., die Ablage der Abbildung der Zielkreuzmarkierung des Autokolli mators 40 von dessen Zielkreuz. Diese ermittelte Ab lage wird festgehalten bzw. gespeichert, um sie in der Meßstellung gemäß Fig. 1 zu verwenden. Werden nämlich in der Meßstellung gemäß Fig. 1 die Spiegel 10, 20 so zueinander positioniert, daß sich in dem Autokollimator 40 (bzw. dessen elektronischem Äqui valent) die festgehaltene bzw. gespeicherte Ablage einstellt, so bedeutet dies, daß die Spiegelflächen 10a, 10b und 20a ebenso rechtwinklig zueinander orientiert sind wie dies in der Kalibrierstellung gemäß Fig. 2 der Fall war. In der Ausführungsform mit einem CCD-Sensor und Auswerteelektronik, welch letztere in Fig. 1 als elektronische Einstellschal tung 60 bezeichnet ist, erfolgt die Positionierung des Winkelspiegels 10 mit Hilfe eines Drei-Koordi natenantriebs 70, welcher von der elektronischen Einstellschaltung so lange nachgeführt wird, bis die festgestellte Ablage des Strahls 42 vom Strahl 41 dem gespeicherten Ablagewert aus der Kalibrierung gemäß Fig. 2 entspricht. Auf diese Weise läßt sich auch bei sehr weit voneinander entfernten Spiegeln 10 und 20 deren rechtwinklige Orientierung exakt ein stellen und überprüfen. Gerade bei größeren Ent fernungen zwischen den Spiegeln 10, 20 - bedingt durch entsprechend große Abstände der zu überprüfen den Achsen 1 und 2 - ist die Verwendung eines Laser senders mit CCD-Sensor anstelle eines Autokolli mators 40 wegen der größeren Strahlbündelung eines Laserstrahls von Vorteil.The aforementioned requirement means that the mirror surfaces 10 a, 10 b of the angle mirror 10 and the mirror surface 20 a of the plane mirror 20 are each oriented perpendicular to one another. For the mirror surfaces 10 a, 10 b of the angular mirror, this requirement can be met by appropriate manufacturing accuracy. The difficulty is, the orientation of the mirror surface 20 a bezüg Lich of the mirror surfaces 10 a, 10 b to adjust and to verify this adjustment. For this purpose, an autocollimator are provided on the plane mirror 20 40 and a small auxiliary-angle mirror rigidly secured to the angle mirror 10 50, in such a way that the emitted collimated beam is advantage 41 of the assist angle mirror 50 back to the autocollimator 40 as beam 42. Reflectors. Furthermore, in the calibration position shown in FIG. 2, the mirrors 10 and 20 are moved towards each other to such an extent that the front end face of the angular mirror 10 rests on the mirror surface 20 a of the plane mirror 20 . In this position of the mirrors 10 , 20 , the beam 31 of another auto collimator 30 ( FIG. 2) is directed against the angular mirror 10 such that the beam 31 after deflection against the plane mirror 20 from its mirror surface 20 a back to the autocollimator 30 is reflected as beam 32 . The mirrors 10 , 20 are now adjusted in the position shown in FIG. 2 so that the beams 31 , 32 are exactly parallel to each other, which is equivalent to the fact that the mirror surfaces 10 a, 10 b and 20 a are perpendicular to each other. The parallelism of the beams 31 , 32 can be recognized from the fact that the mapping of the target cross marking of the autocollimator 30 with its target cross is exactly aligned. In this exactly right-angled positioning of the mirror surfaces 10 a, 10 b and 20 a, the deposit of the beam 42 from the beam 41 of the autocollimator 40 is made visually or electronically (if an arrangement of laser transmitter and CCD sensor with evaluation electronics is provided instead of an autocollimator 40 ) determined, that is, the storage of the image of the target mark of the autocollimator 40 from its target. This determined position is recorded or saved to use in the measurement position shown in FIG. 1. If, in the measuring position according to FIG. 1, the mirrors 10 , 20 are positioned relative to one another in such a way that the recorded or stored filing is set in the autocollimator 40 (or its electronic equi valent), this means that the mirror surfaces 10 a, 10 b and 20 a are oriented at right angles to one another, as was the case in the calibration position according to FIG. 2. In the embodiment with a CCD sensor and evaluation electronics, the latter of which is referred to in FIG. 1 as the electronic setting circuit 60 , the positioning of the angle mirror 10 takes place with the aid of a three-coordinate drive 70 which is tracked by the electronic setting circuit for so long. until the determined deposit of the beam 42 from the beam 41 corresponds to the stored deposit value from the calibration according to FIG. 2. In this way, even with mirrors 10 and 20 very far apart, their right-angled orientation can be set and checked exactly. Especially with larger distances between the mirrors 10 , 20 - due to correspondingly large distances between the axes 1 and 2 to be checked - the use of a laser transmitter with a CCD sensor instead of an autocollimator 40 is advantageous because of the greater beam concentration of a laser beam.

Es versteht sich, daß in der Kalibrierstellung gemäß Fig. 2 die vordere Stirnseite des Winkelspiegels 10 nicht unmittelbar an der Spiegelfläche 20a des Plan spiegels 20 anzuliegen braucht, sondern daß die beiden Spiegel 10, 20 nur soweit angenähert werden müssen, daß der Strahl 31 des Autokollimators 30 an beiden Spiegeln 10, 20 reflektiert und zurück in den Autokollimator 30 gespiegelt wird.It is understood that in the calibration position shown in FIG. 2, the front end of the angle mirror 10 does not need to lie directly against the mirror surface 20 a of the plane mirror 20 , but that the two mirrors 10 , 20 only have to be approximated to such an extent that the beam 31 of the autocollimator 30 is reflected at both mirrors 10 , 20 and is reflected back into the autocollimator 30 .

Claims

1. Device for checking the parallelism of two axes, in particular parallel axes in combat vehicles, with

- an angle mirror ( 10 ) which intersects one axis ( 1 ),
- a plane mirror ( 20 ) which intersects the other axis ( 2 ),

wherein the angle mirror ( 10 ) and the plane mirror ( 20 ) are positioned so that their three mirror planes are perpendicular to each other, characterized in that the mutual distance between the two mirrors ( 10, 20 ) is adjustable to the axes to be measured, the two mirrors ( 10, 20 ) are positioned at a distance from each other and thereby intersect the two axes ( 1, 2 ) to be checked, that a first autocollimator (to check the positioning of the three mirror planes ( 10 a, 10 b, 20 a) ( 30 ), a second autocollimator ( 40 ) rigidly attached to the plane mirror ( 20 ) and an auxiliary angle mirror ( 50 ) rigidly attached to the angle mirror ( 10 ) are provided, the second collimator ( 40 ) and the auxiliary angle mirror ( 50 ) are fastened in such a way that the measuring beam ( 41 ) emanating from the second collimator ( 40 ) is reflected back from the auxiliary angle mirror ( 50 ) to the second autocollimator ( 40 ) d, and wherein, in a calibration position in close to the mirror plane (20 a) of the plane mirror adjacent end face of the angle mirror (10) (20) of the measuring beam (31) of the first autocollimator (30) is directed against the angle mirror (10) and from there is deflected to the plane mirror ( 20 ), from where it is reflected back to the first autocollimator ( 30 ), that in the calibration position the storage of a target cross image reflected by the auxiliary angle mirror ( 50 ) in the second autocollimator ( 40 ) with respect to its target cross marking can be detected and that in the measuring position the two mirrors ( 10, 20 ) can be adjusted in relation to one another in such a way that the same deposit of the reflected target cross image occurs in the autocollimator ( 40 ) as in the calibration position.

2. Device according to claim 1, characterized in that the eyepiece of the second autocollimator ( 40 ) carries an enlarging device at its edge region.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that for the telescopic adjustment of the distance between the angle mirror ( 10 ) and the plane mirror ( 20 ) both mirrors ( 10, 20 ) are mounted on an adjustable frame.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that instead of the second autocollimator ( 40 ) an arrangement consisting of laser transmitter and CCD sensor with evaluation electronics is provided.

5. The device according to claim 4, characterized in that the angle mirror ( 10 ) has a three-coordinate drive ( 70 ) which in the measuring position by an electronic setting circuit ( 60 ) in accordance with the detectable by means of laser transmitter and CCD sensor as an electrical signal storage is controllable in the calibration position.